Решения тренировочных заданий

Перечень лабораторных работ

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

1.Лабораторная работа №1

«Определение рассеивания размеров и оценка точности обработки методами математической статистики».

2. Лабораторная работа №2

«Определение действительных и стандартных размерных характеристик цилиндрических соединений».

3. Лабораторная работа №3

«Определение точности микрометра».

4. Лабораторная работа №4

«Контроль гладких калибров».

5. Лабораторная работа №5

«Оценка точности изготовления метрической резьбы».

6. Лабораторная работа №6

«Оценка шероховатости металлических поверхностей».

7. Лабораторная работа №7

«Калибровка устройства для измерения момента на валу ротационного

вискозиметра».

8. Лабораторная работа №8

«Оценка инструментальной погрешности мембранного манометра»

Задача №1. Результаты измерений температуры являются случайными величинами с нормальным (гауссовым) распределением с известными математическим ожиданием m_t =27,1^oC и средним квадратическим отклонением (с.к.о.) s_t = 0,8^оС.

Вычислить вероятность выполнения неравенства t₁£ t£ t₂,

где t₁=26,5; t₂=27,6.

Решение. ,

где Ф – интеграл вероятности от функции в скобках, затабулирован и представлен в приложениях учебников по тории вероятностей и математической статистике, а также в учебниках по метрологии, например в [1].

Вычислим выражения в скобках после подстановки численных значений t₁, t₂, m_t, :

, .

Воспользуемся известным соотношением

Ф(–z) = 1 – Ф(z), поэтому искомая вероятность с использованием таблиц интеграла вероятностей получается следующим образом: Р = Ф(0,25) –Ф(-0,75)=0,599-(1- 0,773)=0,372.

Задача №2. Расчёт и выбор посадки с натягом.

На основании расчёта выбрать посадку с натягом для втулки шкива, на который действует крутящий момент М_кр=4800 Н×м. Параметры соединения см. черт.

d = 0,13 м; L = 0,2 м; m= 0,3 - коэффициент

d₂ = 0,22 м; d₁ = 0, т.к. вал сплошной; Пуассона;

M_кр = 4800 Нм; материал-сталь 45, Е = 2,1×10¹¹ Па; s_Т = 360 МПа;

f = 0,08 – коэффициент трения.

d₂ d

d₁

L

Сопрягаемые поверхности гладкие. Запрессовка механическая.

Решение. Определим минимальный необходимый натяг, обеспечивающий неподвижность соединения:

,

где P_min – давление, на поверхности контакта вала и втулки, необходимое для обеспечения неподвижности соединения;

= =11,31 МПа;

С_d и С_D – коэффициенты Ляме, определяющие жёсткость конструкции вал-втулка.

, т.к. вал сплошной, d₁=0 и, следовательно, C_d= 1-0,3=0,7;

= мм.

Рассчитаем поправку на смятие микронеровностей сопрягаемых поверхностей по формуле

N_minF= ,

где N_minF – минимальный функциональный натяг,

U – величина смятия микронеровностей;

U=1,2(R_zd+R_zD)=1,2(0,0063+0,0063)=0,015 мм,

где R_zd, R_zD – параметр, характеризующий среднюю высоту наибольших неровностей поверхности вала и втулки соответственно.

Таким образом,

N_min=0,027 + 0,015=0,042 мм.

Выбираем посадку по ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-75) по условию N_min ³ N_minF т.е. Н7/s6. Согласно указанному стандарту для данной посадки имеем N_min = 0,092-0,040 = 0,052 > 0,042, что удовлетворяет обеспечения гарантирован-ного натяга.

Проверка на неразрушаемость деталей соединения при запрессовке.

Проверяем по наибольшему натягу посадки H7/s6- N_max=0,117 мм. Условие неразрушаемости заключается в отсутствии пластической деформации контактных поверхностей сопрягаемых деталей.

Определим наибольшее удельное давление:

= =33,8 ×10⁶ Па,

т.е. Р_max = 33,8 МПа.

Тогда наибольшее напряжение на поверхности вала s_d и s_D будут равны:

.

МПа; МПа.

Оба эти значения не превышают прочностные характеристики принятого материала s_Т = 360 МПа, следовательно, посадка обеспечивает целостность соединения.

Ответы на тестовые задания.

К теме 1. 1. 2); 2. 2); 3. 2); 4. 4); 5. 1).

К теме 2. 1. 3); 2. 3); 3. 3); 4. 3); 5. 1).

К теме 3. 1. 1); 2. 4); 3. 4); 4. 3); 5. 2).

К теме 4. 1. 1); 2. 3); 3. 3); 4. 2); 5. 3).

Тесты по дисциплине:

1. К какому виду средств измерений относятся лабораторные средства измерений? 1) к рабочим эталонам; 2) к техническим; 3) к индикаторам.

2. Какой выборочной математико-статистической характеристикой оценивают математическое ожидание случайной величины? 1) с.к.о.; 2) дисперсией; 3) средним арифметическим.

3. Поставьте одно из следующих названий прибора к соответствующему определяющему прилагательному: расходомер, термометр, влагомер.

1) Манометрический … 2) Психрометрический … 3) Ротаметрический …

4. К какой группе средств измерений относятся влагомеры, использующие температуру точки росы? 1) первая; 2) вторая; 3) третья; 4) четвёртая.

5. К какой из трёх групп по длине свинчивания относятся нормальные резьбы? 1) L; 2) S; 3) N.

6. Наиболее широкий диапазон температур имеет стеклянный жидкостной преобразователь с применением: 1) спирта; 2) ртути; 3) толуола.

7. Наибольшую погрешность измерения температуры при помощи стеклянных жидкостных преобразователей вносят: 1) магнитные бури; 2) параметры шкалы термометра; 3) линейное расширение стекла.

8. Применяются ли в манометрических термопреобразователях в качестве заполнителя жидкости: 1) да; 2) нет; 3) только вместе с газом?

9. Термоэлектрические преобразователи используются для измерения:

1) давления; 2) влажности; 3) температуры.

10. Для чего при измерении температуры при помощи термопары используется сосуд Дюара? Для: 1) стабилизации давления; 2) освещения; 3) стабилизации температуры свободного спая.

11. Термопреобразователи сопротивления имеют диапазон измерения температур:1) больше, чем жидкостные преобразователи; 2) меньше, чем жидкостные преобразователи; 3) равный диапазону жидкостных преобразователей.

12. Для измерения малых избыточных давлений применяют: 1) напоромер; 2) тягомер; 3) барометр.

13.Жидкостные преобразователи давления относятся к преобразователям:

1) электрическим; 2) косвенным; 3) силовым.

14. Грузопоршневой прибор используется для: 1) поверки манометров; 2) поверки термометров; 3) измерения массы.

15. Ротаметр – прибор для измерения:1) температуры; 2) давления; 3) расхода.

16. Размер, установленный измерением с допустимой погрешностью - это:

1) номинальный; 2) действительный; 3) предельный размеры?

17. Для получения неподвижных соединений без дополнительного крепления деталей - это посадка:1) с зазором; 2) переходная; 3) с натягом?

18. Высокая кинематическая точность зубчатой передачи применяется в:

1) турбинных редукторах; 2) силовых передачах; 3) измерительных приборах.

19. Стандарт это документ, для применения: 1) обязательного; 2) согласовательного; 3) добровольного?

20. Обеспечение единства измерений - это цель: 1) стандартизации; 2) сертификации; 3- автоматизации.

Список используемой литературы

1. Тартаковский Д.Ф., Ястребов В.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений. Учеб. для вузов. - М.: Высшая школа.-2002.- 205с.

2. Якушев А.И., Воронцов Л.Н., Федотов Н.М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. Учебн. для вузов. - М.: «Машиностроение».-1986. 352 с.

3. Нуждин А.С., Ужанский В.С. Измерения в холодильной технике: Справочное руководство.-М.: Агропромиздат.-1986.-386с.

4. Радкевич Я.М.., Схиртладзе А.Г., Лактионов Б.И. Метрология, стандартизация и сертификация. Учебн. для вузов.- М.: «Высшая школа».-2004. 767 с.

Словарь основных понятий

Абсолютная погрешность 15 Брусковые штриховые меры 13 Величина физическая (см. физическая величина) 6 Взаимозаменяемость 44 Влажности измерение 43 Гистерезис 9 Давления преобразователи 33 Действительное значение 6 Диапазон преобразования 9 Динамические характеристики 9 Дрейф нуля 9 Дисперсия случайной величины 18 Доверительная вероятность 21 Доверительный интервал 21 Допуск 47 Единица физической величины 6 Единство измерений 5 Жидкостные термометры 27 Закон Федеральный 66 Законодательная метрология 6 Зубчатые передачи 63 Измерения (прямые, косвенные и т.д.) 8 Индикаторы 12 Квалитет 47 Косвенные измерения 8 Линейные размерные цепи 64 Математическое ожидание 17 Мера 11 Метрология 5 Механические средства измерения 13 Микрометрические приборы 13 Медиана 20 Мода 20 Нормальное распределение 18 Номинальный размер 45 Оптико-механические средства измерения 14 Ошибки 1^го и 2^го рода 24 Первичные преобразователи 27 Порог чувствительности 9 Передаточная функция 10 Практическая метрология 6 Прямые измерения 8

Погрешность измерений 15 относительная, систематическая 16 случайная 16 Посадки 49 Рабочие средства измерения 11 Равномерное распределение 19 Размер (действительный, номинальный) 45 Расхода преобразователи 39 Регламент технический 67 Сертификат 67 Совокупные измерения 8 Совместные измерения 8 Средства измерений 11 Стандарт 67 Статические характеристики 8 Теоретическая метрология 6 Термопреобразователи 27 Термоэлектрические преобразователи 28 Увеличивающий размер 65 Уменьшающий размер 65 Федеральный Закон (см. Закон Федеральный) 66 Физическая величина (см. величина физическая) 6 Характеристики точностные 12 Центрирование по … 62 Цепь размерная 64 Циркуляционное нагружение 51 Чувствительность средств измерений 9 Чувствительность функции преобразования 9 Шкала 7 Штриховые меры 13 Штангенприборы 13 Шероховатость 14 Электромеханические приборы 15 Эталон 7 Эффективность оценки 18

Определения РМГ-29-99.

Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности

Теоретическая метрология - раздел метрологии, предметом которого является разработка фундаментальных основ метрологии.

Законодательная метрология - раздел метрологии, предметом которого является установление обязательных технических и юридических требований по применению единиц физических величин, эталонов, методов и средств измерений, направленных на обеспечение единства и необходимой точности измерений в интересах общества

Практическая метрология - раздел метрологии, предметом которого являются вопросы практического применения разработок теоретической метрологии и положений законодательной метрологии.

Дата добавления: 2015-04-30